• 지질공학
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• 제14권2호
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• pp.223-233
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• 2004

도로 및 철도 신설에 따른 터널 굴착으로 지하수가 유출될 경우 지하수 자원 고갈, 농업용수 및 생활용수 부족 및 지표수 유량의 변화 등이 예상된다. 이러한 터널 굴착에 따른 지하수계의 변화를 예측하기 위해 3차원 유한차분 모형인 MODFLOW가 가장 널리 이용되고 있는 추세이다. 지하수 유동 모델링 실무에서 개념모델의 설정은 가장 중요한 요소 중 하나이다. 개념모델을 너무 단순화하였을 경우 모델링 결과로부터 필요한 정보를 얻어낼 수 없는 상황이 발생할 수 있고, 혹은 너무 복잡하게 개념모델을 설정하였을 경우 필요한 현장 자료가 부족할 수 있으며, 수집이 되었더라도 모델을 구동하는데 과다하게 많은 시간과 자원이 소요될 수 있다. 본 연구에서는 터널 굴착에 관한 지하수 모델링을 수행할 경우 개념 모델 설정에 따른 모델링 결과를 비교하여 현실에 보다 적합하고 효율적인 개념모델 구성에 대해 고찰하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권3호
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• pp.235-245
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• 2002

본 연구는 터널 굴착시 막장 전방의 지반변화를 사전에 예측할 수 있는 방법을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 막장 전방에 파쇄대가 방향성을 가지고 존재 할 때 터널의 3차원 해석을 통하여 터널의 내공변위의 변화 경향을 살펴보았으며, 이를 통하여 막장전방의 지반 변화를 파악하고자 하였다. 이러한 터널의 내공변위의 변화는 경향선과 영향선을 이용하여 표현할 수 있으며 이를 이용하여 막장 전방에 존재하는 파쇄대를 예측하고자 하였다. 수치해석 결과에 의하면 막장전방에 파쇄대가 존재 할 경우 막장이 파쇄대에 접근할 수록 급격한 경향선의 변화가 나타난다. 또한 파쇄대가 방향성을 가지고 있는 경우에는 경향선의 급격한 변화 외에 측벽부의 변위 경향이 비대칭을 이루므로 인하여 평사투영도 상에 나타난 변위가 비대칭을 형성하는 것으로 파악되었다. 이러한 수치해석결과에 의한 내공변위 해석결과를 현장 계측 자료와 비교하였으며, 현장에서 계측한 오차를 줄일 수 있도록 계측데이터가 정규분포 한다고 가정하여 현장데이터를 분석한 결과 막장전방의 파쇄대의 존재 유무를 파악할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.59-69
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• 2000

3차원 광파기 계측장비와 당사에서 개발한 핵심부품인 Target Pin 및 자료처리 분석프로그램 TEMS3D을 통합한 3차원 광파기 계측시스템을 구축하여 터널의 시공중 내공변위 및 천단침하를 계측하였다. 적용결과 천단침하 계측 및 전방지반 예측 측면에서 시스템의 효용성을 검증하였다. 터널의 유지관리 단계의 내공변위 계측을 위해 DOCS시스템을 지하철 단면에 적용하여 계측치의 진동, 시스템의 검증, 열차 운행, 터널내 온도변화 및 고전압에 의한 영향을 검토하여 향후 유지관리 방안을 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.825-835
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• 2019

터널 설계 시 조사를 통하여 지반을 여러 개의 등급으로 분류한 후 지보패턴표에 따라 해당 지보시스템을 적용하게 된다. 그러나 암반 등급을 기준으로 한 단순한 패턴 적용방식은 암반 등급 경계부에서 발생하는 종방향 응력 전이를 고려하지 못한다. 본 연구는 NATM 터널의 종방향 암반 등급 변화부에서 응력 변화를 추정하기 위한 3차원 수치해석을 실시하였으며 Influence Line (영향선) 및 Trend Line (경향선)을 이용하여 하중전이 영향권을 파악하고자 하였다. 연구 결과 터널 굴착방향으로 암반 등급이 하향 변화하면 등급변화 경계를 중심으로 강성이 약한 암반에서 강성이 큰 암반 방향으로 0.35~0.7D 범위에서 응력 전이가 발생하며 이를 고려하여 암반 등급의 종방향 하향 변화부에서는 연구결과의 0.35~0.7D 영향권을 감안하여 안전측으로 1.0D 정도의 하향패턴을 추가 적용하는 것이 필요하다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.469-485
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• 2016

심부 터널 주변 암반의 파괴는 불연속면의 영향을 크게 받는 천부 터널 주변과 다르게 응력의 크기와 방향이 지배한다. 응력 지배 파괴의 양상은 응력 조건, 암석의 특성에 따라 연성과 취성으로 구분할 수 있으며 파석, 판상 파괴, 암석 파열 현상의 결과로 나타나는 V-형 홈 형태 취성 파괴 영역의 범위와 깊이는 심부 터널의 굴착과 보강 설계의 주요 인자이므로 이를 파악하는 것은 중요하다. 취성 파괴의 특성은 응력 조건에 따라 점착력 상실과 마찰력 전이로 구성된다는 점과 진행성 파괴라는 점이다. 본 연구는 이중 선형 절단 파괴 포락선과 탄성-탄소성 연계 해석과 점진적 탄소성 영역 확대라는 해석 절차와 방법을 도입하여 터널 주변 취성 암반의 파괴를 합리적으로 모사할 수 있는 3차원 수치 모델을 구현하였다. 이 수치 모델이 예상한 취성 파괴 영역의 깊이는 기존 사례 연구를 통한 경험식의 결과와 부합되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.53-62
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• 2010

1990년대 초 쏘일네일링 공법이 국내에 처음 도입된 이후 쏘일네일링 공법은 사면안정 및 지반굴착의 보강공법으로 널리 쓰이고 있으며, 쏘일네일링 공법의 적용이 확대됨에 따라 초기의 쏘일네일링 공법에 대한 여러 가지 개선된 쏘일네일링 공법도 발달하였다. 최근에 많이 쓰이는 쏘일네일 공법들은 크게 그라우트에 대한 개선 공법과 쏘일네일 자체에 대한 개선 공법으로 분류된다. 그라우트에 대한 개선공법으로는 대표적으로 가압그라우팅 공법을 들 수 있으며, 쏘일네일 자체에 대한 개선공법으로는 자천공 쏘일네일 공법, 제거식 쏘일네일 공법 등과 더불어 본 연구의 대상이 되는 확장그라우팅 공법이 있다. 본 연구에서는 확장그라우팅 공법의 인발거동 특성을 평가하기 위하여 3차원 유한차분 해석을 수행하였다. 수치해석 결과를 통하여 확장그라우팅 공법이 적용된 쏘일네일링의 인발거동특성에 대하여 기술하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권8호
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• pp.35-43
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• 2012

널말뚝을 해안지역이나 도심지역에 건설하는 경우 주변에 위치한 횡방향 재하 말뚝의 영향권 내에 존재하게 되는 경우가 발생하게 되지만, 기존 설계방법에서는 이러한 영향에 대하여 고려하고 있지 않다. 본 연구를 통해 말뚝에 횡방향 하중이 재하되는 경우 근접한 널말뚝에 미치는 영향을 정량적으로 예측할 수 있는 방법을 제안하고자 한다. 상용프로그램인 ABAQUS를 이용하여 3차원 유한요소 모델을 만들었으며 지반 구성모델로는 Drucker-Prager 모델, 널말뚝과 말뚝은 선형탄성으로 거동하도록 모사하였다. 널말뚝의 휨강성, 말뚝과 널말뚝 간의 거리, 굴착깊이, 그리고 지반의 탄성계수 등 총 4가지 변수들을 사용하여 횡방향 재하 말뚝이 주변 널말뚝에 미치는 영향을 분석해 보았다. 수치해석 결과를 이용하여 널말뚝에 발생하는 최대 횡방향 변위 및 휨모멘트를 측정할 수 있는 간단한 식을 제시하였다.

• 터널과지하공간
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• 제8권4호
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• pp.275-286
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• 1998

균열연결망 모델에서의 투수계수 텐서, 주 투수계수 그리고 주 투수계수 방향들에 대한 인자에 근거해서 유효투수계수와 대표요소체적을 구하였다. 전체브록에 대한 소블록의 투수계수의 계산을 통해서 유효투수계수는 조화평균과 산술평균 사이의 범위임을 알 수 있었다. 정육면체 모델에서 체적의 증가에 따른 유량의 변화계산에 대한 수치실험으로부터 유량의 변화는 모델의 체적이 대표요소체적에 접근함에 따라 감소함을 보여 주어ST다. 터널로의 지하수 유입량은 대표요소체적 개념보다는 터널길이대 모델크기의 비에 더 큰 영향을 받는다고 볼 수 있다. 그리고 균열연결망 모델과 등가다공성 모델에서의 지하수 유입량은 정확히 일치하지 않았으며 특히 모델크기에 대한 터널길이가 작을수록 그 차이가 크게 발생하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.1-12
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• 2019

본 논문에서는 지반굴착 가시설 일부 현장에서 발생하고 있는 고강도 강관 버팀 보의 휨변형 또는 좌굴변형과 같은 이상 거동을 정의하고 강관 버팀보 구조의 연결부 변화에 따른 실물 휨 성능시험을 수행하였다. 또한, 수치적으로 분석 가능한 유발 인자들에 대한 이상 재현 시나리오 구성 후, 구조 해석 및 단면검토를 통하여 5개 하중조합 Case에 대한 변수 해석을 실시하였다. 5가지 이상거동 유발인자는 과굴착 심도, 충격하중, 추가 상재하중, 버팀 보 지간장 등으로 설정하여 3차원 구조해석을 수행하였으며, 2차원해석과 비교하였다. 수치해석 예제는 이상거동 변수를 고려하여 고강도 강관 버팀 보 가시설 시스템의 구조성능에 미치는 영향 및 이상거동 방지방안을 중심으로 상세 규명하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제37권1호
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• pp.1-13
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• 2019

발파굴착을 수행하는 터널시공 현장에서, 발파진동이 반복적으로 작용할 경우 인근 보안물건에 손상을 입힐 수 있으며, 이러한 발파진동을 저감시킬 수 있는 방법으로는 전자뇌관의 사용, 분산장약, 심발공법의 변경 등이 고려될 수 있다. 본 연구에서는 수치해석 기법을 이용하여 심발공법에 따른 발파진동 저감효과를 분석하고자, 3차원 유한차분법 프로그램인 FLAC3D를 이용하여 발파공, 지연시차, 장약량 등을 수치모델에 반영하고, 발파공별로 동하중을 적용하여 수치해석을 수행하였다. 심발공법은 터널 시공현장에서 많이 사용되고 있는 V-cut 공법 및 다단평행의 심발공법을 적용하였으며, 실제 터널 시공현장에서 시험발파를 수행하여 현장의 발파진동 계측자료와 수치해석의 진동속도를 비교하였다. 수치해석과 시험발파의 발파진동은 매우 유사한 경향을 나타낸 것으로 분석되었다.